声光控开关电路原理

声光控开关电路

光传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。

光敏电阻的结构与原理

光敏电阻器又叫光感电阻，其工作原理是基于内光电效应。

光敏电阻是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。

光电特性：在光敏电阻两级电压固定不变时，光照度与电阻及电流间的关系称为光电特性，光电特性曲线如图1-2所示

整机电路组成和各部分作用

声光控开关节能灯电路由电源电路、声控电路、光控电路、延时电子开关电路四大部分组成。

电源电路

电源电路它是给电路提供能源的设备，其作用是给电路提供电源，使电路能正常的工作。常用的电路有：半波整流、全波整流、桥式整流、而常用的电源电路使用的是桥式整流电路为主要电源电路部分。

声控电路

声控电路它是用声音控制电路的设备，其作用是把送入的声波转换为电信号，从而用这种信号去控制所需要的电器设备。常用的电路有：小信号放大电路、声波控制电路等。而常用的声控电路使用的是声波控制电路为主要的声控电路部分。 光控电路

光控电路它是用外来的光源来控制电路的设备。其作用是把外来送入的光源转 - 1 -

换电信号，从而用这种信号去控制所需要的电器设备。常用的电路有：发光器件电路、光敏器件电路和光电显示器件电路。而常用的光控电路使用的光敏器件电路为主要的光控电路部分。

延时电子开关电路

延时电子开关电路它是用电路中送入的信号进行控制电路的设备。其作用是用送入来的信号去控制电路，使电路达到延时的效果。常用的延时电路有按键延时电路、感应延时电路、开关控制延时电路、光控延时电路、声光双控延时电路等。而本电路延时电子开关电路使用主要的电路为声光双控延时电路部分。声光双控电路是声、光控开关的组合。它是利用驻极体话筒是否采集到声音信号，光敏电阻感应光线的明暗来改变信号的高低电平，以达到控制电路输出高低电平的目的，再利用稳压管高电平导通的原理来控制灯泡的亮灭。

声光控单元电路的设计

整流电路的设计

整流电路把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成

整流电路是电力电子电路中最早出现的一种，它将交流电变为直流电，应用十分广泛。

全波整流的输出是交流输入电压的0.9倍，效率高，直流电压平稳。能充分利用变压器的功率。半波整流输出是交流输入的0.45倍，效率低。在负载电流较小的场合也可用半波整流。

根据电压的充分利用整流电路选用单向桥式整流电路。

单向桥式整流电路是由电源变压器T，4只整流二极管VD1～VD4和负载RL组成。电路图如2-1图所示。

- 2 -

图2-1 桥式整流电路原理图

声控电路的原理

因为要有声音的接收媒介，则选择MIC做为接收信号源，工作原理：话筒将声音信号转化为负极性的电信号。

声控电路通过声音信号控制可控硅C106M的导通状态，其特征在于，所述声控电路包括电源部分，谐振放大部分及触发器，电源部分通过电容降压、整流及稳压提供声控电路所需的直流电压，谐振放大部分包括多极三极管放大，话筒接在第一级放大三极管的基极上并由电容耦合，一个由电感和电容构成的振荡电路接在末级放大三极管的基极上，放大后的信号影响触发器的翻转，并最终控制可控硅的控制极的电位。当光线不足或黑夜时，MIC接收到声信号，开始工作。

延时电子开关电路

根据所学的数字电路中的与非门逻辑与其他的分立原件设计，采用集成CD4011。

延时电路的设计主要由C3和R9组成。当夜晚有响声（如脚步声、说话声等），话筒接收到信号后内阻增大，CD4011的8、9脚为高电平，10脚为低电平，VD9截止，C3通过R9放电，放电的时间长短决定了灯亮的时间，直到C3上的电放完到CD4011的15脚，这时为低电平，灯泡熄灭，等待下一次信号。

CD4011的工作原理

- 3 -

集成电路CD4011是一个包含4个与非门的CMOS电路（如图3-2），每个与非门有2个输入端一个输出端，与非门的特点是，输入端有低电平输出高电平，输入端全部高电平输出低电平，逻辑表达式为：YAB 。

图3-2 CD4011内部结构

整机电路及工作原理组成

综合以上各单元电路的选取可以组合成如图4-1所示整机电路图。

图4-1声光控开关节能灯控制电路原理图

- 4 -

工作原理：

利用声光传感来控制电。VD1～VD4构成桥式电路，R4、VD8、DW1、C3组成稳压二极管稳压电路产生5V直流电压给控制电路供电。在白天，光线强，光敏电阻R8阻值小，V3饱和，U1D的13脚为低电平，U1D输出高电平，VD10截止，U1B的5、6脚为高电平，故4脚输出低电平，U1A的3脚输出高电平，V2饱和，可控硅V1的G极为低电平， V1截止，灯不亮。在晚上无声音状态，光敏R8阻值增大，V3退出饱和，U1D的13脚为高电平，该门的输出由12脚的电平控制。无声音，MIC内阻大，U1C的8、9脚高电平，10脚输出低电平，VD9截止，C3无充电电压，故U1D的12脚为低电平，维持11脚输出高电平，与上相同，灯不亮。在晚上有声音状态，MIC内阻减小，U1C的8、9脚低电平，10脚输出高电平，VD9导通，U1D的12、13脚为高电平，11脚输出低电平，VD10导通，U1B5、6脚低电平，4脚输出高电平，U1A的1、2脚高电平，3脚输出低电平，V2截止，可控硅V1的G极为高电平，V1导通，灯亮。延时控制：声音过后，MIC内阻增大，U1C的8、9脚高电平，10脚输出低电平，VD9截止， C3通过R9放电，放电时间长短决定灯亮的时间，放电至U1D的12脚为低电平时，灯灭。

- 5 -